内容正文:
专题09 电学测量实验的特殊方法
题型1 单安法测电阻
题型5 等效替代法测电阻
题型2 单伏法测电阻
题型6 伏阻法测小灯泡的电功率
题型3 双安法测电阻
题型7 安阻法测小灯泡的电功率
题型4 双伏法测电阻
题型8 等效替代法测小灯泡的电功率
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题型一 单安法测电阻(共5小题)
1.(24-25九上·河南南阳·期末)在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来 ;
(2)该实验原理为 ;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 端(选填“左”或“右”);
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图丙所示,被测电阻R的阻值为 ;
(5)应多次改变滑片P的位置,读出多组数据进行计算,这么做的目的是 ;
(6)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R的滑动变阻器,并设计了如图所示实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, 时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:丁图中Rx= 。(用已知量和测量量符号来表示)
2.(25-26九年级上·全国·期末)在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡的额定电压为。
(1)图甲是某同学连接的部分实物图,要求滑片向右移动时小灯泡变亮,请你用笔画线代替导线,将图中实物连接完整;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,为 A,这时灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测数据,并绘出图像如图丙所示,则小灯泡正常工作的电阻是 (结果保留一位小数);
(3)另一组的同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数变大时,电压表示数却变小,请分析产生这个现象的原因是 ;
(4)完成上述实验后,该同学在只有电流表的情况下测量未知电阻的阻值,如图丁所示,其中电源电压未知,滑动变阻器的最大阻值已知为,他把滑动变阻器的阻值调到最小,用电流表测出电路中的电流为;把滑动变阻器的阻值调到最大(已知),用电流表测出电路中的电流为,则 (用已知量和测量量表示)。下列电路中电源电压未知,在定值电阻阻值已知的情况下,可以测出阻值的是 。
A. B. C.
3.(24-25九上·黑龙江绥化第四中学·期末)小明利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关前,电流表的指针指在零刻度线左侧,原因是 。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,电流表的示数为0.5A,由这组数据计算出Rx的阻值为 Ω;
(3)接下来小明继续调节滑动变阻器,测量并记录多组实验数据。小明这样多次测量的目的是 ;
(4)小明认为用一块电流表和一个已知阻值的定值电阻R0也能测出未知电阻Rx的阻值,于是他又设计了如图乙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
③求未知电阻Rx的表达式为:Rx= 。(用R0、I、I1表示)
4.(23-24九上·河南新乡获嘉县同盟学校·期末)在“伏安法”测电阻的实验中,第一实验小组连接了如图甲所示的电路:
(1)开关闭合前需要将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。在本实验中滑动变阻器除保护电路外,其主要作用是 (选填“调节电源电压”或“调节Rx两端电压”)。
(2)闭合开关后,该实验小组同学发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表的指针几乎不动,电压表指针明显偏转,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”“Rx断路”或“滑动变阻器断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示为 A,计算出Rx的阻值为 Ω。调节滑动变阻器的滑片,测出多组数据,算出电阻的平均值。
(4)第二实验小组用小灯泡代替定值电阻进行实验,把多次测得的电阻值的平均值作为小灯泡灯丝的电阻,你认为他们这样处理实验数据恰当吗? ,理由是 。
(5)完成实验后,实验小组的同学又提出没有电压表也可以测出电阻Rx的阻值,于是实验小组同学选用了一个已知阻值的定值电阻R0和电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量。步骤如下:
①闭合开关S,记录电流表的示数为I1;
②断开开关S,将电流表改接到图中 (填写元件名称)的右侧。闭合开关S,电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx的表达式: 。
5.(22-23九上·辽宁大连甘井子区·期末)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)小聪同学按如图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,该实验需要多次测量的目的是 ;
(3)请将该实验的表格补充完整。(1) ;(2) ;
次数
(1)
电流I/A
电阻R/Ω
(2)
1
2
3
(4)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为R₀的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关、,记录电流表的示数;
②接着,断开开关 (或),记录电流表的示数;则待测电阻的阻值 (用R₀、、表示)。
题型二 单伏法测电阻(共5小题)
6.(24-25九上·山西·期末)在学习完电学相关知识后,物理兴趣小组的同学想知道实验室小灯泡正常发光时的阻值。于是他们找到了如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡,电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。
设计实验:
(1)小晋设计了如图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 。
实验过程及分析:
(2)连好电路后,将滑动变阻器的滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关S,小晋发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数有变化,电压表无变化,则电路故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
拓展及交流:
(4)小华所在小组的电流表已经损坏,于是小华向老师借来一个阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关,利用如图丁所示的电路,也测出了小灯泡正常发光时的电阻。
①闭合开关S,将接b,移动滑片P直至电压表的示数为2.5V,此时小灯泡正常发光。
②保持开关S闭合,将接a, (选填“改变”或“不改变”)滑动变阻器滑片的位置,读出此时电压表的示数U。
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为 (用已知量和测量量表示)。
7.(25-26九年级上·新疆·期末)小明设计了如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。
(1)闭合开关前,小明发现电流表指针在零刻度线右边,接下来小明应当进行的操作是 。
(2)排除电流表问题后,正确连接电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片Р移动到某一位置时,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,为 A,则R的阻值为 Ω。
(4)在实验过程中,小明所使用的电流表突然坏了。在老师的指导下,小明增加了一个已知阻值的电阻R0和一个开关,设计和连接了如图丙所示的电路测量未知定值电阻Rx的阻值。主要操作步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②开关S1保持闭合,只断开开关S2,电压表的示数为U2;
③Rx的阻值为 (用含U1、U2、R0的式子表示)。
8.(24-25九上·河南郑州河南实验中学·期末)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:两节干电池、待测电阻.电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求当滑片向左移动时,电流表的示数减小;
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得的阻值为 ;
(4)接下来小组改变滑片位置进行多次测量,目的是 ;
(5)为了测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,小组成员小星断开开关后,把定值电阻换接成小灯泡,然后闭合开关,发现小灯泡L很亮,电流表的示数也很大,你认为出现这种现象的原因是 ;
(6)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关,断开,读出电压表的示数为;
② ,读出电压表的示数为;
③待测电阻的阻值 。(用已知量和测量量的字母表示)
9.(24-25九上·湖南衡阳衡南县冠联合学校·期末)实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻RX的阻值,RX的阻值大约为。
(1)请你根据图甲所示电路图用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整 。(滑动变阻器滑片往右移动时滑动变阻器阻值变大)
(2)连接好电路,闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是__________。
A.滑动变阻器断路 B.RX短路 C.RX断路
(3)排除故障后,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图丙所示,则RX的阻值是 。
(4)本实验要多次测量取平均值是为了 。
(5)实验小组又设计了另一种测量电阻的方案,实验电路如图丁所示,方案中定值电阻的阻值为R0,步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表示数为U1。
②断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表示数为U2,则电阻RX的阻值表达式为RX= 。(用U1、U2、R0表示)
10.(24-25九上·广西柳州第十五中学·期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材如图:其中滑动变阻器(标有“20Ω,2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整 ;
(2)连接好电路,闭合开关,将电源电压调至4.5V,移动滑片P,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是________(填序号);
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,使得电压表示数如图乙所示为 V;
(4)利用前四个定值电阻进行实验,图丙是根据实验数据得到的I﹣R图像,由图可得出结论:在电压一定时 成 比;
(5)实验时,更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,下列措施可行的是________(填序号);
A.调高电源电压;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端;
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻。
(6)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
题型三 双安法测电阻(共5小题)
11.(24-25九上·吉林吉林第十三中学·期中)某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V);
(1)闭合开关前,发现电压表的指针如图所示,其原因是 (选填“指针没调零”或“正负接线柱接反了”)
(2)当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= Ω。
(3)实验中电压表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,添加电流表和已知阻值的定值电阻,闭合开关,记录电流表和的示数分别是和;用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻
12.(2025·广东省东莞市·二模)在“伏安法测电阻”实验中,小杰组的实验电路如图甲所示。
(1)本实验是根据 算出电阻Rx的阻值;
(2)由两节新干电池串联成的电源两端电压大约是: V;
(3)闭合开关前,应将变阻器滑片放在最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认:接线完好和两个电表无故障,则发生故障的元件应是 (选填“电源”、“电阻Rx”或“变阻器”);
(4)排除故障后,经过多次测量得到的实验数据在坐标系中描点、连线,得到如图乙所示的U-I图像,由图可得电阻Rx= ;
(5)由于没有电压表,小琳设计了如图丙所示的电路图,其中电阻,电流表A1、A2为两个完全相同的电流表,连接好电路后,闭合开关,发现两个电流表指针均偏转了相同的角度,如图丁所示,则 。
13.(2025·青海·中考真题)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
14.(2025·四川省广元市·一模)以下是“友善”学习小组“测未知电阻Rx的阻值”的实验。
(1)连接了如上图所示的实物图,有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (选填字母)。
A.滑动变阻器R断路 B.定值电阻Rx断路 C.定值电阻Rx短路
(3)故障排除后,实验数据如上表所示。处理表中记录的各次实验数据,得出未知电阻Rx阻值约为 Ω(结果保留整数)。
实验次数
电压/V
电流/A
1
1.2
0.24
2
1.8
0.34
3
2.4
0.48
(4)另有两同学分别设计了下列两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻 Rx的阻值表达式为Rx= 。
②方案二的电路中,闭合开关S,如果电流表A1和A2的读数分别为I1和I2,则电阻 Rx的阻值表达式为Rx= 。
15.(24-25九上·吉林实验中学·期中)小明用图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时滑动变阻器的滑片应移到最 端。
(2)闭合开关,移动滑片,电压表示数如图乙所示,其读数为 V;电流表示数为0.24A,待测电阻的阻值为 。
(3)改变滑动变阻器滑片的位置进行多次实验,此过程中滑动变阻器的作用是 。
(4)如图丙所示,小明设计了在缺少电压表时,测量待测电阻Rx阻值的方案,R0为已知阻值的电阻。闭合开关,记录电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,请写出待测电阻Rx表达式:Rx= (请用R0、I1、I2表示)。
题型四 双伏法测电阻(共5小题)
16.(24-25九上·山东泰安泰山区·期末)物理兴趣小组进行课外实践创新活动,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L正常发光时的电阻。选择了满足实验要求的实验器材,并正确连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出小灯泡L正常发光时的电阻,请只添加一条导线(用笔画线代替导线),完成如图所示的实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应该把滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)请把实验步骤补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡L正常发光时的电阻 。
17.(2024·陕西省宝鸡市·二模)小明在探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向B端移动时电流表示数变小 ;
(2)正确连接电路,将滑动变阻器阻值调至最大后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是 (写出一种即可);
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“A”或“B”)端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变;
(4)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得结论:当电压一定时, ;
(5)小明同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到3V,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是 (填字母);
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻
(6)完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路测量未知电阻的阻值,定值电阻的阻值已知。
①图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关S,调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和;
③未知电阻 (用测量和已知量符号表示)。
18.(2023·江苏省南京市·)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。
(1)图甲为用伏安法测量Rx1的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端) ;
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表。第3次实验的电流大小如图乙所示为 A;
实验序号
U/V
I/A
1
1.2
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
③Rx1的阻值为 Ω(精确到0.1);
④实验结束后,应先断开 ,拆除 两端的导线;
(2)用图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2= 。
19.(25-26九上·重庆第一中学·期中)小姚利用图甲所示电路测量小灯泡的电阻,小灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为6V,两个滑动变阻器规格分别为A:“50Ω,2A”和B:“60Ω,1A”。
(1)连接电路时,应保持开关处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于 (选填“左”或“右”)端;
(2)电路连接完成后,小姚发现有一处错误。请你在图乙中需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;
(3)改正接线后,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是小灯泡L (选填“开路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到的实验数据如下表:其中第5次电流表的示数如图丙所示,则该电流为 A;当小灯泡正常发光时,小灯泡的阻值约为 Ω(保留一位小数);为了完成实验,应选用 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
(5)本实验中多次测量小灯泡电阻的目的是______(填选项);
A.多次测量取平均值,减小误差
B.多次测量得出普遍规律
(6)同桌小霞设计了如图所示的电路图测量未知电阻的阻值(电源电压未知)。在实验过程中,调节电阻箱的阻值,记录对应的两个电压表的示数,并绘制了两电压表示数随电阻箱阻值变化的U—R图像。请你利用图中的数据计算出电阻的阻值为 Ω。
20.(2025·江苏省苏州市·二模)如图甲是某小组探究电流与电阻关系的实验电路图,所用器材有:电源电压恒定6V、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将甲图所示的实物电路图连接完整(要求当滑片P向右移动时电流表示数变大)。
(2)图甲实验中多次改变R阻值的大小,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像;
(3)完成上述实验后,实验小组的同学借助阻值已知的定值电阻R0和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。
①电路图中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关,调节滑片,读出电压表V和V0的示数分别为U和U0;
③未知电阻Rx= (用测量量和已知量符号表示)。
(4)小明又利用原有的器材和一只电阻箱,设计如图丁所示的实验电路测未知电阻Rx。
①闭合开关S,开关S1接到触点 (选填写“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V;
②将S1的位置更换,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为 V,得出未知电阻Rx的值;
③小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω,检查分析后发现第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
题型五 等效替代法测电阻(共5小题)
21.(25-26九上·广东汕头潮阳区铜盂贵屿谷饶三镇联考·期末)小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的电阻。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲所示的实验电路连接完整。(已知Rx>5Ω)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表均无示数,则电路中的故障可能是 。
(4)排除故障后,继续实验,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数为0.24A,则定值电阻Rx的电阻为 Ω。
(5)实验中通过移动滑动变阻器的滑片位置得到多组实验数据并计算出Rx的平均值,这样做是为了_______(选填字母)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(6)另一组的小红设计了如图丙所示的电路来测量电阻器的电阻,其中为电阻箱,R0为定值电阻,实验步骤如下:
①开关S接触点a,读出电流表的示数为I;
②开关S改接触点b,调节电阻箱直到 ,电阻箱的示数如图丁所示;
③电阻器= Ω。
22.(2025·湖南省湘潭市·二模)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,未知电阻Rx的阻值为 Ω。
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rₓ= (用I1、I2和R0表示)。
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数恰好为U,此时电阻箱的读数为R0,则可知未知电阻Rₓ= 。
23.(2025·海南·二模)现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小 ;
(2)该实验中,若电流表没有示数,电压表示数为电源电压,那么故障可能是: ;
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图乙,则本次的Rx= Ω;
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9Ω)和电流表等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图丙。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②闭合S1、S3,断开S2,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱阻值使电流表示数为I1,此时电阻箱读数为R0;
③电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
24.(2025·河南省濮阳市·一模)如图甲所示是某物理兴趣小组测量定值电阻的阻值时所连接的实物图。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整,要求当滑片向右滑动时,电路中的电流变大 。
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数没有变化,出现这一现象的原因是 。
(3)排除故障后,在某次测量时,电压表读数为2V,电流表示数如图乙所示,根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为 。
(4)在(3)的基础上,同学们通过移动滑动变阻器的滑片P,改变电压表和电流表的示数,进行了多次测量,得到了多组数据,本次实验多次测量的目的是 。请你再举一个多次测量和本实验目的相同的实验 。
(5)该实验结束后兴趣小组又设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值,其中是一个电阻箱,是一个滑动变阻器,实验操作如下:
①闭合开关,将开关S接 ,调节至某一位置,读出电流表的示数记为I;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,调节电阻箱直到电流表的示数调为 (用字母表示),读出电阻箱的示数记为R;
③则 (用所给字母表示)。
25.(2025·广东省珠海市·三模)小明要测量一个标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变亮)
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”),更换小灯泡后,进行实验,调节滑片至某位置时电压表的示数如图乙所示,是 V,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)小明认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,连接好实物电路后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (填“a”或“b”)。
题型六 伏阻法测小灯泡的电功率(共5小题)
26.(24-25九上·四川巴中·期末)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)如图甲所示电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示为 V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)调节滑动变阻器,得到多组数据,作出如图丙所示的图像,从图像中可以计算出小灯泡的额定功率为 W;
(4)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,R的阻值已知,小灯泡的额定电压为),请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S和,断开开关,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不变, ,读出此时电压表示数为;
③则小灯泡额定功率的表达式: (用、R、表示)。
27.(24-25九上·安徽滁州·期末)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为左右。
(1)正确连接电路后闭合开关,改变滑动变阻器滑片位置,他根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 W。
(2)在测量小灯泡电功率拓展实验过程中,电流表坏了,小明找来一只阻值合适的定值电阻,设计了如图丙电路图,操作步骤如下:
①断开,闭合,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,断开,闭合,记下此时电压表示数为U;
则小灯泡额定功率表达式 (用、U和表示)。
28.(24-25九上·安徽安庆大观区安庆外国语学校·期末)小明用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为,电压表(量程为),电流表(量程为),有的定值电阻各一个。
(1)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,则故障原因是:定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变;
(3)由乙图数据可以得到结论:当电阻两端电压一定时, ;
(4)小红又对实验进行了拓展,想再测小灯泡的电功率,发现电流表损坏,于是设计了如图丙的实验电路,也完成了该实验(电源电压不变,R阻值已知)
①闭合开关S和,断开,并调节滑动变阻器使电压表示数为;
②闭合开关S和,断开,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率的表达式 (用表示)。
29.(24-25九上·湖南麻阳苗族自治县锦江中学·期末)为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的和“20Ω 1A”的。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是 ;(选填“”或“”)
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(3)电路正确连接后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 ;
(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变):
①闭合开关S,开关接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数;
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,接a,记录电压表示数。
则小灯泡额定功率 (用字母、、表示)。
30.(24-25九上·河北石家庄二十八中·期末)小明用“伏安法”测一个阻值未知的定值电阻,如图甲所示。请完成下列实验过程。
(1)如图甲所示的实验电路,请用笔画出导线将电路连接完整 (要求:滑片P置于右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大);
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表无示数,电压表指针明显偏转,则故障为 ;
(3)排除故障后,通过调节滑动变阻器滑片P的位置,进行多次实验,得出未知电阻的大小为 Ω;
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.1
0.22
2
1.5
0.30
3
1.9
0.28
4
2.3
0.45
5
2.5
0.50
(4)小明根据实验数据作出了电阻的I﹣U图像,发现有一组数据是错误的,如图乙所示。改正数据后可得结论是 ;
【拓展】完成上述实验后,小明用自己的电流表和其他同学交换来一个标有“2.5V”的小灯泡和两个开关,设计了如图丙所示的电路测出了小灯泡的额定功率。小明连接好电路后的步骤如下:
①先闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②接着保持滑片位置不变, (填写各开关断开或闭合),记录电压表示数为U1;
经过推导得出了灯泡的额定功率表达式为:PL= (用测得量的字母和已知量表示)。
题型七 安阻法测小灯泡的电功率(共5小题)
31.(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是______(填序号);
A.检查开关是否接触不良
B.检查电压表是否断路
C.更换小灯泡
D.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率。
已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器滑片P,直到电流表的读数为I额;
②闭合开关S、S1断开S2,记下此时电流表的读数为I1;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。(用I额、R0和I1表示)
32.(24-25九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)如图甲所示,这是小明同学设计的测小灯泡正常发光时的电功率的实验电路(灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线就可使电路连接正确,请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,则应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数等于 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙所示),测出了该小灯泡正常发光时的电功率,其中定值电阻R的阻值为25Ω,正确操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I1 A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡额定功率的表达式P额 (用U额、I1、I2表示)。
33.(23-24九上·海南上海世外附属海口学校·期末)用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验,小灯泡上标有“2.5V”的字样,灯丝阻值约为10Ω。
(1)将图甲电路补充完整;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,经检查电路连接正确且器材完好。其原因是: ;
(3)解决了上述问题后,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,此时电流表的读数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上述实验后,同学们设计了图丙所示的电路,也测出了灯泡的额定功率。已知R0=25Ω,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,移动滑片,使灯泡正常发光,则电流表的示数为 A;
②再闭合开关S2,断开S1,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测得量表示)。
34.(23-24九上·河南郑州管城六中·期末)小华和同学利用实验室的器材测量小灯泡的电功率,实验室提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)小华同学按图甲所示连接电路,连好最后一根线小灯泡就亮了,电流表的指针偏转如图乙所示,小华出现的问题是:① ;② 。
(2)改正错误后,小华正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)为测量小灯泡的额定功率,小华调节滑动变阻器,使电压表的示数为 V,读出并记录电流表的示数如图丙,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是 (选填下面的字母)。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值,这样可以减小误差。
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
(5)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为5Ω的定值电阻R0也可以测出小灯泡的额定功率,她设计的电路如图丁所示,具体操作是:闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数I1= A时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为P额= (用I1、I2、R0表示)。
35.(25-26九年级下·全国·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,图甲是小明连接的实验电路。
(1)闭合开关后,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表指针迅速偏转到表盘最右端,则电路的故障可能是 (填一种情况即可)。
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,如图乙所示,电压表的示数为 V,为了测小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为 W。
(4)完成上述实验后,实验小组的同学在缺少电压表的情况下,为了测量另一个额定电流为0.25 A的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路。电源电压(未知)保持不变。请完成实验步骤:
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.25 A。
②断开开关,用的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片P (选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关,电流表的示数为0.3 A。
③将滑动变阻器滑片P移到最左端,电流表示数为0.9 A,可得电源电压为 V。
④小灯泡的额定功率为 W。
题型八 等效替代法测小灯泡的电功率(共5小题)
36.(24-25九上·广东东莞袁崇焕中学·期末)在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,灯泡L1的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,灯泡L2的额定电流为I额。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关进行实验时,发现电流表无示数,电压表有较大示数,则可能的电路故障为 ;
(3)实验中,观察到小灯泡L1的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动;通过小灯泡L1的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,分析图像可知小灯泡L1的额定功率为 W,I-U图像不是一条直线的原因是 。
(4)实验中滑动变阻器有两种规格,分别为“10 2A”和“20 1A”,应选用 规格的滑动变阻器。
(5)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率。电源电压不变(大小未知),图中R为电阻箱,R0为阻值已知的定值电阻。实验方案如下:
①将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1。
②将开关接b,保持滑动变阻器滑片P不变,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R2。
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额= (用I额、R0、R1、R2表示)。
37.(24-25九下·湖南永州冷水滩区李达中学·期中)如图所示,小华做测量电灯泡电功率的实验,电源电压为3V,所用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请指出图甲电路中的一个明显错误: 。
(2)更正错误后,小华按步骤正确操作后闭合开关,发现小灯泡没有发光,此时她应该
A.立即更换灯泡 B.立即检查线路
C.先观察两电表示数情况再做决定 D.立即移动滑动变阻器滑片
(3)小灯泡两端电压为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率是 W;
(4)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一只小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0, 小灯泡的额定电压为U额。请完成下列实验步骤
①闭合开关 S、S1, 调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表的示数为U额 ;
②接着断开开关S1闭合开关S2, 保持R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2使电压表的示数为U额
③调节滑动变阻器R1的滑片调至最左端,记下电压表示数U1; 将滑动变阻器R1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡额定功率的表达式: (用R0、U额、U1、U2表示)。
38.(2025·江苏镇江·二模)某小灯泡的额定电压为3.8V,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)连接电路过程中,应 开关。请用笔画线代替导线 ,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)正确连接,实验过程中,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为 V。
(3)更换导线M后,小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为 W。
(4)小强设计了图丙所示实验电路测量该小灯泡的额定功率,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
第1步;只闭合S1和 ,先调节R2=10欧姆,再调节R1至电流表的示数为 A。
第2步:只闭合S1和剩余的另一个开关,保持R1、R2不变,电流表的示数为0.56A,则小灯泡额定功率为 W。
39.(2025·四川省巴中市·)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路 。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
40.(2025·黑龙江省大庆市·三模)有两个阻值未知的定值电阻、(约,约)和一个标有“”字样的小灯泡(阻值约为),要求测出未知电阻的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是测量阻值的部分实物图,电源为两节干电池。
①有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正 。
②闭合开关,移动滑片,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是 断路。
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则 。
(2)小明从图甲中的器材和电阻箱(符号,规格“0~9999Ω 5A”)、若干开关及导线中,选择器材,连成图丙所示的电路,测出了的阻值。请将所选元件符号填入虚线框内。
(3)小华利用图丁所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱的规格是“0~999.9Ω”,电源电压约为。请在空白处填上适当内容。
①断开,闭合,调节电阻箱和滑动变阻器,直到 ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开,在、间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务,以下元件:
a、一根导线;b、25Ω电阻;c、电阻箱;d、3Ω电阻,其中符合要求的有 (填字母),操作过程中, (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
$专题09 电学测量实验的特殊方法
题型1 单安法测电阻
题型5 等效替代法测电阻
题型2 单伏法测电阻
题型6 伏阻法测小灯泡的电功率
题型3 双安法测电阻
题型7 安阻法测小灯泡的电功率
题型4 双伏法测电阻
题型8 等效替代法测小灯泡的电功率
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题型一 单安法测电阻(共5小题)
1.(24-25九上·河南南阳·期末)在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来 ;
(2)该实验原理为 ;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 端(选填“左”或“右”);
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图丙所示,被测电阻R的阻值为 ;
(5)应多次改变滑片P的位置,读出多组数据进行计算,这么做的目的是 ;
(6)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R的滑动变阻器,并设计了如图所示实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, 时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:丁图中Rx= 。(用已知量和测量量符号来表示)
【答案】(1)
(2)
(3)右
(4)5Ω
(5)多次测量求平均值减小误差
(6) 调节滑片位于最右端
【详解】(1)电流从电源正极流出,经电流表、定值电阻R、滑动变阻器(选左下接线柱,右上接线柱)、开关,回到电源负极。在滑动变阻器和定值电阻之间补一根导线,如图所示:
(2)用电压表测量待测电阻两端的电压,用电流表测量通过待测电阻的电流,原理为欧姆定律的变形公式。
(3)开关闭合前,滑动变阻器滑片应调至右端。因为此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,能限制电路中的初始电流,保护电流表、电源等实验器材。
(4)电流表的读数为0.3A,由欧姆定律公式变形,则被测电阻R的阻值
(5)多次改变滑片位置并计算电阻,目的是求平均值,减小实验误差。
(6)[1][2]滑片位于最左端时,电源电压
调节滑片位于最右端时,R与Rx串联,总电阻
此时电源电压
因为电源电压不变,联合以上两式得
解得
2.(25-26九年级上·全国·期末)在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡的额定电压为。
(1)图甲是某同学连接的部分实物图,要求滑片向右移动时小灯泡变亮,请你用笔画线代替导线,将图中实物连接完整;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,为 A,这时灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测数据,并绘出图像如图丙所示,则小灯泡正常工作的电阻是 (结果保留一位小数);
(3)另一组的同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数变大时,电压表示数却变小,请分析产生这个现象的原因是 ;
(4)完成上述实验后,该同学在只有电流表的情况下测量未知电阻的阻值,如图丁所示,其中电源电压未知,滑动变阻器的最大阻值已知为,他把滑动变阻器的阻值调到最小,用电流表测出电路中的电流为;把滑动变阻器的阻值调到最大(已知),用电流表测出电路中的电流为,则 (用已知量和测量量表示)。下列电路中电源电压未知,在定值电阻阻值已知的情况下,可以测出阻值的是 。
A. B. C.
【答案】(1)
(2) 0.26 变大 8.3
(3)电压表并联在滑动变阻器的两端
(4)
【详解】(1)滑片向右移动时小灯泡变亮,电路的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联,灯的额定电压为2.5V,故电压表选用0~3V量程并联在灯两端,如下图:
(2)[1]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.26A。
[2]灯丝烧断前电压表测小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律可知,电压表示数小于电源电压,这时灯丝突然烧断,电压表与电源连通,测电源电压,则电压表的示数变大。
[3]换相同规格的灯泡,小灯泡的额定电压为,根据绘出I-U图像知道,正常发光时灯的电流为0.3A,则小灯泡正常工作的电阻是
(3)另一组的同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变大时,灯的电压变大,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,电压表示数却变小,产生这个现象的原因是电压表并联在滑动变阻器的两端。
(4)[1]将滑动变阻器滑片调到最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,通过未知电阻Rx的电流为I1,此时电路为只有电阻Rx的单一电路,根据欧姆定律,可得电源电压为①
滑片调到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大电阻R0,此时电路中的电流为I2,电阻R0与未知电阻Rx串联,根据串联电路电阻规律和欧姆定律推导式,可得电源电压为②
联立①②可得,未知电阻Rx为
[2]A.如图可知,变阻器阻值最大时,可测出变阻器的电压,根据公式可得串联电流中电流,因电源电压不知,故不能得出待测电阻的电压,无法测出阻值,故A不符合题意;
B.如图可知,只闭合S,两电阻串联,电流表测电路的电流为I11,根据串联电路电阻规律和欧姆定律推导式,可得出电源电压为
再闭合S1,电路为只有电阻R0的简单电路,电流表测电路的电流I22;电源电压为
两式联立可测出Rx阻值,故B符合题意;
C.如图可知,S2打到1,若能测量出待测电阻Rx的电压,则S2打到2,不能测量出定值电阻R0的电压,因为电流从电压表负接线柱流入了,故C不符合题意。
故选B。
3.(24-25九上·黑龙江绥化第四中学·期末)小明利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关前,电流表的指针指在零刻度线左侧,原因是 。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,电流表的示数为0.5A,由这组数据计算出Rx的阻值为 Ω;
(3)接下来小明继续调节滑动变阻器,测量并记录多组实验数据。小明这样多次测量的目的是 ;
(4)小明认为用一块电流表和一个已知阻值的定值电阻R0也能测出未知电阻Rx的阻值,于是他又设计了如图乙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
③求未知电阻Rx的表达式为:Rx= 。(用R0、I、I1表示)
【答案】(1)电流表没有调零
(2)4
(3)减小误差
(4)
【详解】(1)闭合开关前,还没有电流通过电流表,指针未发生偏转,而电流表的指针指在零刻度线左侧,说明电流表没有调零。
(2)根据欧姆定律公式可得,Rx的阻值为
(3)由于电阻是定值,多次测量取平均值可以减小误差,故小明继续调节滑动变阻器,测量并记录多组实验数据,是为了减小误差。
(4)闭合S、S1时,Rx和R0并联,电流表测量干路中的电流,此时电流表的示数为I;
闭合S、断开S1时,R0被断路,只有Rx接入电路,此时电流表的示数为I1,可知闭合S、S1时,通过R0的电流为I0=I-I1
由欧姆定律知,电源电压为U=I0R0=(I-I1)R0
Rx的表达式为
4.(23-24九上·河南新乡获嘉县同盟学校·期末)在“伏安法”测电阻的实验中,第一实验小组连接了如图甲所示的电路:
(1)开关闭合前需要将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。在本实验中滑动变阻器除保护电路外,其主要作用是 (选填“调节电源电压”或“调节Rx两端电压”)。
(2)闭合开关后,该实验小组同学发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表的指针几乎不动,电压表指针明显偏转,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”“Rx断路”或“滑动变阻器断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示为 A,计算出Rx的阻值为 Ω。调节滑动变阻器的滑片,测出多组数据,算出电阻的平均值。
(4)第二实验小组用小灯泡代替定值电阻进行实验,把多次测得的电阻值的平均值作为小灯泡灯丝的电阻,你认为他们这样处理实验数据恰当吗? ,理由是 。
(5)完成实验后,实验小组的同学又提出没有电压表也可以测出电阻Rx的阻值,于是实验小组同学选用了一个已知阻值的定值电阻R0和电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量。步骤如下:
①闭合开关S,记录电流表的示数为I1;
②断开开关S,将电流表改接到图中 (填写元件名称)的右侧。闭合开关S,电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx的表达式: 。
【答案】(1) 右 调节Rx两端电压
(2)Rx断路
(3) 0.24 10
(4) 不恰当 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5) R0
【详解】(1)[1]由题图甲可知,滑动变阻器左下接线柱接入电路中,所以闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其接入电路的阻值最大,电路中电流最小,从而保护电路。
[2]本实验中滑动变阻器与Rx共同串联在电路中,除保护电路外,其主要作用是调节Rx两端的电压。
(2)闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表的指针几乎不动,说明电路中无电流,即电路故障可能是断路,电压表指针明显偏转,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路,电压表被串联在电路中,所以故障原因可能是电阻Rx出现了断路。
(3)[1]由题图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]待测电阻的阻值为
(4)[1][2]他们这样处理实验数据不恰当;因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值无意义。
(5)[1]图中两个电阻并联,电压相等,根据欧姆定律计算电压,需要测R0的电流,将电流表改接到图中R0的右侧。
[2]闭合开关S,电流表的示数为I2;根据欧姆定律和并联电压相等有:I1Rx=I2R0,解得。
5.(22-23九上·辽宁大连甘井子区·期末)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)小聪同学按如图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,该实验需要多次测量的目的是 ;
(3)请将该实验的表格补充完整。(1) ;(2) ;
次数
(1)
电流I/A
电阻R/Ω
(2)
1
2
3
(4)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为R₀的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关、,记录电流表的示数;
②接着,断开开关 (或),记录电流表的示数;则待测电阻的阻值 (用R₀、、表示)。
【答案】(1)
(2)求平均值以减小误差
(3) 电压 平均电阻
(4)
【详解】(1)用伏安法测电阻实验中,用电压表测待测电阻两端的电压,用电流表测通过的电流,根据计算待测电阻阻值,故该实验的原理是。
(2)本实验是测量类实验,需要多次测量的目的是求平均值以减小误差。
(3)[1]用伏安法测电阻实验中,用电压表测待测电阻两端的电压,用电流表测通过的电流,所以还要记录电压值,所以(1)处应填的内容是“电压”。
[2]为减小误差,需要多次测量并求平均值,所以(2)处应填的内容是“平均电阻”。
(4)[1][2]①首先,闭合开关、,单独接入电路,电流表测电路中电流,记录电流表的示数,则电源电压为 ①
②接着,断开开关,和串联,电流表测电路中电流,记录电流表的示数,则电源电压为 ②
联立①②,解得待测电阻。
题型二 单伏法测电阻(共5小题)
6.(24-25九上·山西·期末)在学习完电学相关知识后,物理兴趣小组的同学想知道实验室小灯泡正常发光时的阻值。于是他们找到了如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡,电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。
设计实验:
(1)小晋设计了如图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 。
实验过程及分析:
(2)连好电路后,将滑动变阻器的滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关S,小晋发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数有变化,电压表无变化,则电路故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
拓展及交流:
(4)小华所在小组的电流表已经损坏,于是小华向老师借来一个阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关,利用如图丁所示的电路,也测出了小灯泡正常发光时的电阻。
①闭合开关S,将接b,移动滑片P直至电压表的示数为2.5V,此时小灯泡正常发光。
②保持开关S闭合,将接a, (选填“改变”或“不改变”)滑动变阻器滑片的位置,读出此时电压表的示数U。
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为 (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2) 左 小灯泡短路
(3) 0.3 8.3
(4) 不改变
【分析】本题围绕 “测量小灯泡正常发光时的电阻” 展开,考查了电路连接、故障分析、实验操作及特殊方法测电阻的原理,核心是欧姆定律的应用。
【详解】(1)由甲图知,电压表并联在灯泡两端,小灯泡额定电压为2.5V,故将电压表的3V接线柱与小灯泡右端接线柱相连,又因为滑动变阻器采用 “一上一下” 接法,故将滑动变阻器的右下方接线柱与电源正极相连。如图所示:
(2)[1]根据电路连接要求,为保护电路,滑动变阻器需接入最大阻值,因此滑片应滑至最左端。
[2]电流表有示数说明电路通路,电压表无示数说明灯泡两端无电压,即灯泡短路。
(3)[1]由图知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[2]小灯泡正常发光时的电阻
(4)[1]为间接求出小灯泡正常发光时的电流,需保证电路中电流不变,故应保持滑动变阻器滑片位置不改变。
[2]闭合开关S,将接b,此时电压表测小灯泡两端电压,即,保持开关S闭合,将接a,此时电压表测小灯泡与电阻R0两端的电压,示数为U;故电阻R0两端电压为
由于小灯泡与电阻R0串联,故电路中电流
故小灯泡电阻
7.(25-26九年级上·新疆·期末)小明设计了如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。
(1)闭合开关前,小明发现电流表指针在零刻度线右边,接下来小明应当进行的操作是 。
(2)排除电流表问题后,正确连接电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片Р移动到某一位置时,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,为 A,则R的阻值为 Ω。
(4)在实验过程中,小明所使用的电流表突然坏了。在老师的指导下,小明增加了一个已知阻值的电阻R0和一个开关,设计和连接了如图丙所示的电路测量未知定值电阻Rx的阻值。主要操作步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②开关S1保持闭合,只断开开关S2,电压表的示数为U2;
③Rx的阻值为 (用含U1、U2、R0的式子表示)。
【答案】(1)将电流表调零
(2)B
(3) 0.5 4
(4)
【详解】(1)闭合开关前电流表指针不在零刻度线,说明电流表未调零,所以接下来应当进行的操作是将电流表调零。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,由图甲可知滑动变阻器用了左下接线柱(A端),所以滑片应位于B端,这样可以起到保护电路的作用。
(3)[1]电流表选用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数为0.5A。
[2]此时电压表的示数为2V,所以R的阻值为
(4)闭合开关S1和S2,电阻R0短路,电路中只有电阻Rx正常工作,Rx两端的电压即为电源电压,电压表的示数为U1,即电源电压为U1;断开开关S2,电阻Rx和电阻R0串联,电压表的示数为U2,电阻Rx两端的电压为U2,根据串联电路各用电器两端的电压之和等于电源电压可知,R0两端电压为
由于两电阻串联,则通过两电阻的电流相等,所以通过Rx的电流为
由此可得Rx的阻值为
8.(24-25九上·河南郑州河南实验中学·期末)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:两节干电池、待测电阻.电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求当滑片向左移动时,电流表的示数减小;
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得的阻值为 ;
(4)接下来小组改变滑片位置进行多次测量,目的是 ;
(5)为了测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,小组成员小星断开开关后,把定值电阻换接成小灯泡,然后闭合开关,发现小灯泡L很亮,电流表的示数也很大,你认为出现这种现象的原因是 ;
(6)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关,断开,读出电压表的示数为;
② ,读出电压表的示数为;
③待测电阻的阻值 。(用已知量和测量量的字母表示)
【答案】(1)
(2)电阻断路
(3) 0.5 5
(4)求平均值减小误差
(5)闭合开关前,滑片没有移到阻值最大的位置
(6) 同时闭合开关和
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,滑动变阻器要上下接线柱各接一个且与定值电阻串联接入电路,滑动变阻器滑片左移时电流表示数变小,电阻增大,应接右下接线柱与定值电阻串联接入电路中;电源电压不超过3V,选择电压表的量程为0~3V,电路连接如图所示:
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,说明电路发生断路,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源接通,则可能是定值电阻发生断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
(3)[1][2]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.5A,本次测得的阻值为
(4)实验中为了减小实验误差,应改变滑片位置进行多次测量,求取电阻的平均值。
(5)把定值电阻换接成小灯泡,然后闭合开关,发现小灯泡L很亮,电流表的示数也很大,说明电路中的电阻小,即闭合开关前,滑片没有移到阻值最大的位置。
(6)[1][2]闭合开关,断开,此时电压表串联接入电路,测电源电压示数为,同时闭合开关和,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压为U2;可得此时未知电阻两端电压为
电路中的电流为
待测电阻的阻值
9.(24-25九上·湖南衡阳衡南县冠联合学校·期末)实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻RX的阻值,RX的阻值大约为。
(1)请你根据图甲所示电路图用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整 。(滑动变阻器滑片往右移动时滑动变阻器阻值变大)
(2)连接好电路,闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是__________。
A.滑动变阻器断路 B.RX短路 C.RX断路
(3)排除故障后,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图丙所示,则RX的阻值是 。
(4)本实验要多次测量取平均值是为了 。
(5)实验小组又设计了另一种测量电阻的方案,实验电路如图丁所示,方案中定值电阻的阻值为R0,步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表示数为U1。
②断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表示数为U2,则电阻RX的阻值表达式为RX= 。(用U1、U2、R0表示)
【答案】(1)
(2)C
(3)5.5
(4)减小误差
(5)
【详解】(1)如图甲,可知待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压,实物图中电源为两节干电池,一节新干电池电压为1.5V,即电路的电源电压为3V,所以电压表量程选择0-3V量程,并且滑动变阻器滑片往右移动时滑动变阻器阻值变大,即图乙中,连接A接线柱,故实物图连接如下图所示:
(2)若滑动变阻器断路,整个电路无电流,电压表接在 两端,电压表无示数,与题意不符;若Rx 断路时,电路断路,电流表无示数,电压表分别通过电流表和滑动变阻器能正常与电源接通,相当于测电源电压,电压表有示数;若Rx 短路,则电压表也被短路,电压表无示数,电路正常接通,电流表有示数,与题意不符,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)如图丙可知,电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,因此电流表读数为0.4A,由可得,的阻值
(4)伏安法测量电阻时,采用多次实验求平均值的方法是为了减小实验误差。
(5)断开 S2,闭合 S、S1,和串联,电压表测 两端电压 ,断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表测和的总电压即电源电压,示数为U2,由于电路结构没改变,由串联电路电压规律,有,即,在串联电路中电流处处相等,由欧姆定律可得通过的电流
解得
10.(24-25九上·广西柳州第十五中学·期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材如图:其中滑动变阻器(标有“20Ω,2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整 ;
(2)连接好电路,闭合开关,将电源电压调至4.5V,移动滑片P,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是________(填序号);
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,使得电压表示数如图乙所示为 V;
(4)利用前四个定值电阻进行实验,图丙是根据实验数据得到的I﹣R图像,由图可得出结论:在电压一定时 成 比;
(5)实验时,更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,下列措施可行的是________(填序号);
A.调高电源电压;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端;
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻。
(6)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3)3
(4) 电流与电阻 反
(5)C
(6)
【详解】(1)由图可知,电阻R与滑动变阻器串联,电压表测电阻R两端电压;滑动变阻器接入电路时,应注意一上一下的原则,如下图所示:
(2)闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即导致这一现象的原因可能是定值电阻R断路。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)由图乙可知,电压表接入电路的是大量程,此时分度值为0.5V,此时电压的示数为3V。
(4)[1][2]由图乙可知,当电压一定时,电流与电阻的乘积为一定值,故可得出结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)A.设电源电压为U,定值电阻两端的电压为UV,当接入50Ω的定值电阻时,则
即
解得电源电压为:U=4.2V<4.5V
所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,并不能改变滑动变阻器最大阻值,所以不能完成这次实验,故B不符合题意;
C.为了能完成这次实验,滑动变阻器最大电阻满足关系式
即
解得滑动变阻器的最大电阻为R滑大=25Ω,再串联一个15Ω的电阻,滑动变阻器最大阻值与该电阻之和为20Ω+15Ω=35Ω>25Ω,可以完成这次实验,故C符合题意。
故选C。
(6)在步骤②中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U2;
在步骤①中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测Rx两端电压为U1,根据串联电路电压规律,R0两端电压为U0=U2﹣U1,由串联分压原理可知,,即
解得Rx•R0
题型三 双安法测电阻(共5小题)
11.(24-25九上·吉林吉林第十三中学·期中)某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V);
(1)闭合开关前,发现电压表的指针如图所示,其原因是 (选填“指针没调零”或“正负接线柱接反了”)
(2)当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= Ω。
(3)实验中电压表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,添加电流表和已知阻值的定值电阻,闭合开关,记录电流表和的示数分别是和;用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻
【答案】(1)指针没调零
(2)10
(3)
【详解】(1)在使用电压表或电流表等测量仪器前,需要先进行调零,使指针指在零刻度线处。如果在闭合开关前,电压表指针没有指在零刻度线处,说明指针没调零;闭合开关后,若正负接线柱接反,指针会反向偏转。 由图可知,电压表指针没有指在零刻度线处,所以其原因是指针没调零。
(2)由图乙可知,电流表选用的是0∼0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.16A。由可知,未知电阻
(3)由图丙可知,R0与Rx并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测Rx支路的电流。根据并联电路的电压特点,U0=Ux,由可得U=IR,所以I1R0=I2Rx,则待测电阻。
12.(2025·广东省东莞市·二模)在“伏安法测电阻”实验中,小杰组的实验电路如图甲所示。
(1)本实验是根据 算出电阻Rx的阻值;
(2)由两节新干电池串联成的电源两端电压大约是: V;
(3)闭合开关前,应将变阻器滑片放在最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认:接线完好和两个电表无故障,则发生故障的元件应是 (选填“电源”、“电阻Rx”或“变阻器”);
(4)排除故障后,经过多次测量得到的实验数据在坐标系中描点、连线,得到如图乙所示的U-I图像,由图可得电阻Rx= ;
(5)由于没有电压表,小琳设计了如图丙所示的电路图,其中电阻,电流表A1、A2为两个完全相同的电流表,连接好电路后,闭合开关,发现两个电流表指针均偏转了相同的角度,如图丁所示,则 。
【答案】(1)
(2)3
(3) 右 电阻Rx
(4)7.5
(5)5
【详解】(1)伏安法测电阻实验中,需要用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量通过电阻的电流,由得到电阻的阻值。
(2)一节新干电池电压1.5V,且电池串联总电压等于两节电池电压之和。所以由两节新干电池串联组成的电源两端电压大约3V。
(3)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将变阻器滑片放在最大阻值处,即最右端。
[2]由实物图可知,如果电源有故障,电路断路,两个电表都没有示数;而接线完好且两个电表无故障,只能是Rx或变阻器断路,但变阻器断路则整个电路断路,两个电表都没有示数;若Rx断路,则电压表串联接入电路中有示数,电流表示数几乎为0,符合题意。
(4)由图乙可知,当电压为3V时,通过的电流为0.4A,所以Rx的阻值
(5)由图丙可知,R0和Rx′并联,A1测R0支路电流,A2测干路电流,由并联电路电流特点知,干路电流等于各支路电流之和,而两电流表指针偏转角度相同,所以A2使用的是0~3A量程,A1使用的是0~0.6A量程,由乙图可知A2示数为2A,A1示数为0.4A,由欧姆定律和并联电路的电压特点可知Rx两端的电压Ux′=U0=I0R0=0.4A×20Ω=8V
由并联电路电流特点知Ix′=I-I0=2A-0.4A=1.6A
被测电阻的阻值
13.(2025·青海·中考真题)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2) 短路 0.22
(3)
(4)正
(5) 0.6 10
【详解】(1)电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接,如图所示:
(2)[1]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,故障可能是与电压表并联的电阻短路。
[2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.22A。
(3)根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
14.(2025·四川省广元市·一模)以下是“友善”学习小组“测未知电阻Rx的阻值”的实验。
(1)连接了如上图所示的实物图,有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (选填字母)。
A.滑动变阻器R断路 B.定值电阻Rx断路 C.定值电阻Rx短路
(3)故障排除后,实验数据如上表所示。处理表中记录的各次实验数据,得出未知电阻Rx阻值约为 Ω(结果保留整数)。
实验次数
电压/V
电流/A
1
1.2
0.24
2
1.8
0.34
3
2.4
0.48
(4)另有两同学分别设计了下列两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻 Rx的阻值表达式为Rx= 。
②方案二的电路中,闭合开关S,如果电流表A1和A2的读数分别为I1和I2,则电阻 Rx的阻值表达式为Rx= 。
【答案】(1)
(2)C
(3)5
(4)
【详解】(1)分析实物图可以发现,未知电阻 Rx与电流表并联了,此处实验未知电阻 Rx应与电压表并联,故改正如下
(2)电流表有示数,说明不存在断路,电压表始终无示数,说明电压表测量部位发生短路,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)根据表中数据,由欧姆定律得第1次的电阻
第2次的电阻
第3次的电阻
未知电阻Rx的阻值
(4)[1]流过电路的电流,电阻Rx的阻值
[2]并联电路电压,流过待测电阻的电流
待测电阻阻值
15.(24-25九上·吉林实验中学·期中)小明用图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时滑动变阻器的滑片应移到最 端。
(2)闭合开关,移动滑片,电压表示数如图乙所示,其读数为 V;电流表示数为0.24A,待测电阻的阻值为 。
(3)改变滑动变阻器滑片的位置进行多次实验,此过程中滑动变阻器的作用是 。
(4)如图丙所示,小明设计了在缺少电压表时,测量待测电阻Rx阻值的方案,R0为已知阻值的电阻。闭合开关,记录电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,请写出待测电阻Rx表达式:Rx= (请用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1)右
(2) 2.4 10
(3)见解析
(4)
【详解】(1)为保护电路,在连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的右端。
(2)[1]由乙图可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V。
[2]待测电阻的阻值为
(3)改变滑动变阻器滑片的位置进行多次实验,滑动变阻器的作用是调节电路中的电流大小,以改变电阻两端的电压,从而进行多次实验获取不同的电压电流值。
(4)由图丙可知, R0和Rx并联,电流表A1测量通过Rx 的电流,电流表A2测量通过R0的电流,由并联电路各支路两端电压相等可得:I1Rx= I2R0,所以待测电阻Rx表达式为。
题型四 双伏法测电阻(共5小题)
16.(24-25九上·山东泰安泰山区·期末)物理兴趣小组进行课外实践创新活动,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L正常发光时的电阻。选择了满足实验要求的实验器材,并正确连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出小灯泡L正常发光时的电阻,请只添加一条导线(用笔画线代替导线),完成如图所示的实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应该把滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)请把实验步骤补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡L正常发光时的电阻 。
【答案】(1)
(2)右
(3)
【详解】(1)由图可知,灯L与R0串联,电压表V1测灯泡两端电压,若测出R0两端电压,根据串联电路电流特点和欧姆定律可求出小灯泡L正常发光时的电阻,则电压表V2应测R0两端电压,如下图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,应该先将变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
(3)[1]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为,电压表V1测灯泡两端电压,则此时灯泡正常发光。同时读出另一个电压表的示数,记为U。
[2]根据串联电路电流特点,灯泡的额定电流
则小灯泡L正常发光时的电阻
17.(2024·陕西省宝鸡市·二模)小明在探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向B端移动时电流表示数变小 ;
(2)正确连接电路,将滑动变阻器阻值调至最大后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是 (写出一种即可);
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“A”或“B”)端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变;
(4)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得结论:当电压一定时, ;
(5)小明同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到3V,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是 (填字母);
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻
(6)完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路测量未知电阻的阻值,定值电阻的阻值已知。
①图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关S,调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和;
③未知电阻 (用测量和已知量符号表示)。
【答案】(1)
(2)定值电阻短路
(3)B
(4)通过导体的电流与导体电阻成反比
(5)B
(6) 电流
【详解】(1)要求滑片P向B端移动时电流表示数变小,则变阻器阻值变大,所以变阻器应选择A接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则电路的故障可能是定值电阻短路。
(3)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器接入电路的电阻阻值,故应向B端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
乘积为一个定值,可得:当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)A.再次换接50Ω的定值电阻后,将变阻器阻值调到最大,根据串联分压原理则有
解得电源电压,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.再次换接50Ω的定值电阻后,根据串联分压原理则有
解得,原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,所以可以再串联一个10Ω的电阻,故B符合题意。
故选B。
(6)[1][2]闭合开关S,和串联,电压表测电压,图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个电流表,根据可以得到通过的电流。调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和,则电路中电流为,则阻值为
18.(2023·江苏省南京市·)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。
(1)图甲为用伏安法测量Rx1的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端) ;
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表。第3次实验的电流大小如图乙所示为 A;
实验序号
U/V
I/A
1
1.2
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
③Rx1的阻值为 Ω(精确到0.1);
④实验结束后,应先断开 ,拆除 两端的导线;
(2)用图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2= 。
【答案】 0.24 10.1 开关 电源
【详解】(1)[1]根据题意,电压表测定值电阻两端电压,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端,则滑动变阻器接A端,如图:
[2]由图甲可知电流表接小量程,由图乙可知电流表示数为0.24A。
[3]由表中数据可知三次R x1的电阻为
所以R x1的电阻为
[4][5]为了保护电路安全,实验结束后,应先断开开关,再拆除电源两端的导线。
(2)[6]只闭合S1,Rx2和R1串联,电压表测Rx2两端的电压为U,则电源电压为
只闭合S2,电阻箱与R2串联,电压表测电阻箱两端电压,此时电阻箱的阻值为R,则电源电压为
因为电源电压不变,则
解得:
19.(25-26九上·重庆第一中学·期中)小姚利用图甲所示电路测量小灯泡的电阻,小灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为6V,两个滑动变阻器规格分别为A:“50Ω,2A”和B:“60Ω,1A”。
(1)连接电路时,应保持开关处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于 (选填“左”或“右”)端;
(2)电路连接完成后,小姚发现有一处错误。请你在图乙中需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;
(3)改正接线后,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是小灯泡L (选填“开路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到的实验数据如下表:其中第5次电流表的示数如图丙所示,则该电流为 A;当小灯泡正常发光时,小灯泡的阻值约为 Ω(保留一位小数);为了完成实验,应选用 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
(5)本实验中多次测量小灯泡电阻的目的是______(填选项);
A.多次测量取平均值,减小误差
B.多次测量得出普遍规律
(6)同桌小霞设计了如图所示的电路图测量未知电阻的阻值(电源电压未知)。在实验过程中,调节电阻箱的阻值,记录对应的两个电压表的示数,并绘制了两电压表示数随电阻箱阻值变化的U—R图像。请你利用图中的数据计算出电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1) 断开 右
(2)
(3)短路
(4) 0.28 8.9 B
(5)B
(6)15
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时,应保持开关处于断开状态;开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即最右端。
(2)实验中,电压表应与灯泡并联,电流表、滑动变阻器与灯泡串联,作图如下:
(3)改正接线后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则产生故障的原因可能是与电压表并联的小灯泡L短路。
(4)[1][2]如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A,则第5次实验电流为0.28A。电压为2.5V,则当小灯泡正常发光时,小灯泡的阻值
[3]第一次实验中,灯泡电压为0.5V,电流为0.10A,则滑动变阻器阻值为
所以为了完成实验,应选用B滑动变阻器。
(5)A.灯泡电阻随温度升高而发生变化,求平均值无意义,故A不符合题意;
B.本实验中多次测量小灯泡电阻的目的是探究灯泡电阻与温度之间的关系,多次测量以得出普遍规律,故B符合题意。
故选B。
(6)分析电路可知,未知电阻和电阻箱串联,电压表测两端电压,电压表测两端电压。根据串联分压原理,当电阻箱阻值变大时,电压表示数增大,电压表示数减小。所以图乙中上升的曲线为电压表示数随电阻箱阻值变化的U-R图像,下降的曲线为电压表示数随电阻箱阻值变化的U-R图像。由图像可知,电阻箱阻值为时,电压表示数为2.5V,设电源电压为,根据串联分压原理则有 ①
电阻箱阻值为时,电压表示数为1V,根据串联分压原理则有 ②
联立①②,解得,。
20.(2025·江苏省苏州市·二模)如图甲是某小组探究电流与电阻关系的实验电路图,所用器材有:电源电压恒定6V、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将甲图所示的实物电路图连接完整(要求当滑片P向右移动时电流表示数变大)。
(2)图甲实验中多次改变R阻值的大小,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像;
(3)完成上述实验后,实验小组的同学借助阻值已知的定值电阻R0和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。
①电路图中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关,调节滑片,读出电压表V和V0的示数分别为U和U0;
③未知电阻Rx= (用测量量和已知量符号表示)。
(4)小明又利用原有的器材和一只电阻箱,设计如图丁所示的实验电路测未知电阻Rx。
①闭合开关S,开关S1接到触点 (选填写“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V;
②将S1的位置更换,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为 V,得出未知电阻Rx的值;
③小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω,检查分析后发现第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
【答案】(1)
(2)2.5
(3) 电流
(4) 1 2 4
【详解】(1)滑片P向右移动时电流表示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器下方接线柱接B,电压表应并联在定值电阻两端,故实物图连接如图所示:
(2)由乙图可知,当电阻变化时,定值电阻两端的电压,故定值电阻两端的电压保持2.5V。
(3)[1]虚线框内电压表可以测量出已知电阻的两端电压,则可以计算出电路中的电流,故虚线框内相当于电流表。
[2]此时电阻串联,电路中的电流,则未知电阻
(4)[1]开关S1接到触点1,此时电压表测量未知电阻两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,要先确定未知电阻两端的目标电压,为后续等效替代做准备,故应接到1。
[2]根据等效替代法,当的位置更换到2时,保持滑动变阻器的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为2V,此时电阻箱的阻值就等于未知电阻的阻值。
[3]小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω, 电源电压为6V,待测电阻的电压为2V,根据串联电路的特点知,滑动变阻器的电压为U'=U-Ux=6V-2V=4V
因为实验中保持电压不变,故电阻之比不变,因而滑动变阻器的电阻始终是待测电阻或电阻箱的2倍,因而电阻箱比待测电阻大2Ω,则滑动变阻器比第一次大4Ω,所以第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了4Ω。
题型五 等效替代法测电阻(共5小题)
21.(25-26九上·广东汕头潮阳区铜盂贵屿谷饶三镇联考·期末)小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的电阻。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲所示的实验电路连接完整。(已知Rx>5Ω)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表均无示数,则电路中的故障可能是 。
(4)排除故障后,继续实验,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数为0.24A,则定值电阻Rx的电阻为 Ω。
(5)实验中通过移动滑动变阻器的滑片位置得到多组实验数据并计算出Rx的平均值,这样做是为了_______(选填字母)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(6)另一组的小红设计了如图丙所示的电路来测量电阻器的电阻,其中为电阻箱,R0为定值电阻,实验步骤如下:
①开关S接触点a,读出电流表的示数为I;
②开关S改接触点b,调节电阻箱直到 ,电阻箱的示数如图丁所示;
③电阻器= Ω。
【答案】(1)
(2)左
(3)滑动变阻器断路/开关接触不良/电流表断路
(4)10
(5)B
(6) 电流表示数为I 5
【详解】(1)由图甲可知,电源为两节干电池,故电源电压为3V,因此将电压表正接线柱与Rx右端接线柱相连,测量范围选择0~3V,由于Rx>5Ω,故电路中的电流
故将电流表正接线柱与Rx左端相连,测量范围选择0~0.6A。如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处,由图可知,滑片应滑到最左端。
(3)闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表均无示数,可能是电路中出现断路,因此故障可能为滑动变阻器断路或开关接触不良或电流表断路。
(4)电压表测量范围选择的0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.4V,由欧姆定律可知,
(5)实验是为了测定Rx的阻值,因此实验多次测量取平均值是为了减小误差。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(6)[1][2]开关S接触点a,读出电流表的示数为I,开关S改接触点b,调节电阻箱直到电流表示数相同,电阻箱的示数即为的阻值,由图可知,电阻箱的示数为
22.(2025·湖南省湘潭市·二模)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,未知电阻Rx的阻值为 Ω。
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rₓ= (用I1、I2和R0表示)。
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数恰好为U,此时电阻箱的读数为R0,则可知未知电阻Rₓ= 。
【答案】(1) 2.7 9
(2)
(3) b
【详解】(1)[1][2]图乙电压表的量程为0~3V,分度值是0.1V,示数为2.7V,图丙电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律,可以求出
(2)分析图丁可知,与并联,电流表A1测量并联电路的总电流I1,电流表A2测量通过的电流I2,则通过的电流
两端的电压
根据欧姆定律,可得
故
(3)[1][2]如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点b,与R串联,电压表测量两端的电压,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U,即两端电压为U,保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点a,此时与R串联,电压表测量两端的电压,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数恰好为U,此时电阻箱示数等于未知电阻阻值,即。
23.(2025·海南·二模)现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小 ;
(2)该实验中,若电流表没有示数,电压表示数为电源电压,那么故障可能是: ;
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图乙,则本次的Rx= Ω;
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9Ω)和电流表等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图丙。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②闭合S1、S3,断开S2,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱阻值使电流表示数为I1,此时电阻箱读数为R0;
③电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
【答案】(1)
(2)待测电阻Rx断路
(3)5.2
(4)R0
【详解】(1)电流表与待测电阻Rx串联,电压表并联在待测电阻Rx两端,滑动变阻器要连接“一上一下”两个接线柱,且当滑片P向D接线柱滑动时接入阻值变小,则需接B接线柱,电源由两节干电池组成,电压约为3V,电阻阻值约为5Ω,则在滑动变阻器接入阻值为零时,电路电流约为
则电流表应选择0~0.6A的量程,电路连接如下:
(2)电流表没有示数,说明电路可能为断路,电压表示数为电源电压,则电压表与电源连通,则故障为待测电阻Rx断路。
(3)由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.6V,则待测电阻阻值
(4)闭合S1、S2,断开S3时,滑动变阻器与Rx串联,闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器与R0串联,两次电流表示数相同,即两次电流相等,根据可知,两次电路的电阻相等,由于滑动变阻器的电阻不变,则待测电阻Rx的电阻与电阻箱的阻值相等,即。
24.(2025·河南省濮阳市·一模)如图甲所示是某物理兴趣小组测量定值电阻的阻值时所连接的实物图。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整,要求当滑片向右滑动时,电路中的电流变大 。
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数没有变化,出现这一现象的原因是 。
(3)排除故障后,在某次测量时,电压表读数为2V,电流表示数如图乙所示,根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为 。
(4)在(3)的基础上,同学们通过移动滑动变阻器的滑片P,改变电压表和电流表的示数,进行了多次测量,得到了多组数据,本次实验多次测量的目的是 。请你再举一个多次测量和本实验目的相同的实验 。
(5)该实验结束后兴趣小组又设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值,其中是一个电阻箱,是一个滑动变阻器,实验操作如下:
①闭合开关,将开关S接 ,调节至某一位置,读出电流表的示数记为I;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,调节电阻箱直到电流表的示数调为 (用字母表示),读出电阻箱的示数记为R;
③则 (用所给字母表示)。
【答案】(1)
(2)待测电阻断路
(3)5
(4) 减小误差 测量物体的长度
(5) 1
【详解】(1)根据电路图题意要求滑动变阻器滑片向右移动时,电路中电流变大,则滑动变阻器的阻值变小,因此滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,说明电路断路,而电压表指针有明显偏转,与电源正负极相通,故是电压表并联部分断路,即待测电阻断路。
(3)由图乙可知,电流表选用的是小量程,分度值为,电流表的示数为。电阻
(4)[1][2]在实验过程中要进行多次实验,获得多组实验数据,计算电阻后取平均值,可以减小误差,比如测量物体的长度时也是多次测量减小误差。
(5)[1][2][3]为了采用等效替代测电阻,应先接入待测电阻,①闭合开关,将开关S接1,调节至某一位置,读出电流表的示数记为;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,为了使得电阻箱与待测电阻相同,故调节电阻箱直到电流表的示数调为,读出电阻箱的示数记为;
③则。
25.(2025·广东省珠海市·三模)小明要测量一个标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变亮)
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”),更换小灯泡后,进行实验,调节滑片至某位置时电压表的示数如图乙所示,是 V,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)小明认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,连接好实物电路后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (填“a”或“b”)。
【答案】(1)
(2) 断路 1.8 B
(3)10
(4) 2.5 a
【详解】(1)根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡亮度变亮,电阻变小,应该把滑动变阻器接右下方接线柱接入电路,如图所示:
(2)[1]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路处于断路状态,又电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源之间不能断路,则故障可能是小灯泡断路。
[2][3]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是,电压表的示数是;此时小灯泡电压小于额定电压,若她想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器电阻减小,因此应将滑片向B端移动。
(3)由图丙可知,小灯泡的额定电压和额定电流,小灯泡正常发光时的电阻
(4)[1][2]单刀双掷开关掷于位置1,小灯泡和b处电阻串联,由于小灯泡的额定电压为,调节b处电阻,使电压表的示数为,灯正常发光,同时也说明b处电阻是滑动变阻器,则a处是电阻箱;将单刀双掷开关掷于位置2,电阻箱和滑动变阻器串联,保持b处电阻不变,即滑动变阻器阻值不变,调整a处电阻箱,使电压表示数为,此时电阻箱的示数为小灯泡正常发光时的电阻,利用了等效替代法。
题型六 伏阻法测小灯泡的电功率(共5小题)
26.(24-25九上·四川巴中·期末)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)如图甲所示电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示为 V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)调节滑动变阻器,得到多组数据,作出如图丙所示的图像,从图像中可以计算出小灯泡的额定功率为 W;
(4)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,R的阻值已知,小灯泡的额定电压为),请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S和,断开开关,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不变, ,读出此时电压表示数为;
③则小灯泡额定功率的表达式: (用、R、表示)。
【答案】(1)短路
(2) 2.2 B
(3)0.75
(4) U额 闭合开关S和S2,断开开关S1,
【详解】(1)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则可能是灯泡被短路。
(2)[1][2]闭合开关后,由图乙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为2.2V,小于额定电压2.5V,故应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压的特点,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,因此滑片向B端移动。
(3) 根据如图丙所示的I-U图像知,灯在额定电压下的电流为0.3A,从图像可算出小灯泡的额定功率为
(4)[1][2][3]①闭合开关S和,断开开关,此时灯泡、定值电阻R、变阻器串联,电压表测灯泡电压,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额,则灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关S和S2,断开开关S1,此时连接方式不变,灯泡仍正常发光,电压表测灯泡、定值电阻的总电压,读出此时电压表示数为,则定值电阻R是电压为。
③根据欧姆定律可知电路电流
则小灯泡额定功率的表达式
27.(24-25九上·安徽滁州·期末)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为左右。
(1)正确连接电路后闭合开关,改变滑动变阻器滑片位置,他根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 W。
(2)在测量小灯泡电功率拓展实验过程中,电流表坏了,小明找来一只阻值合适的定值电阻,设计了如图丙电路图,操作步骤如下:
①断开,闭合,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,断开,闭合,记下此时电压表示数为U;
则小灯泡额定功率表达式 (用、U和表示)。
【答案】(1)0.625
(2)
【详解】(1)由题意知,小灯泡额定电压为2.5V,由乙图可知,小灯两端电压为2.5V时,灯丝中电流为0.25A,则其额定功率为
(2)由图可知,断开,闭合,此时定值电阻、灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,所以移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压;保持滑动变阻器滑片位置不变,断开,闭合,此时定值电阻、灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡和定值电阻两端的总电压,记下此时电压表示数为U;根据串联电路电压的特点可知,定值电阻两端的电压为
根据串联电路电流的特点和欧姆定律可知,小灯泡的额定电流为
则小灯泡额定功率表达式
28.(24-25九上·安徽安庆大观区安庆外国语学校·期末)小明用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为,电压表(量程为),电流表(量程为),有的定值电阻各一个。
(1)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,则故障原因是:定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变;
(3)由乙图数据可以得到结论:当电阻两端电压一定时, ;
(4)小红又对实验进行了拓展,想再测小灯泡的电功率,发现电流表损坏,于是设计了如图丙的实验电路,也完成了该实验(电源电压不变,R阻值已知)
①闭合开关S和,断开,并调节滑动变阻器使电压表示数为;
②闭合开关S和,断开,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率的表达式 (用表示)。
【答案】(1)断路
(2)左
(3)电流与电阻成反比
(4)
【详解】(1)若定值电阻短路,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;若定值电阻断路,电流表示数为零,电压表与电源连通测电源电压,电压表示数接近电源电压,符合题意,故原因是定值电阻发生了断路。
(2)将5Ω电阻更换成10Ω电阻,根据串联分压原理可知,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,则应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左移动,使电压表示数保持不变。
(3)由乙图数据可知,定值电阻两端的电压
为一定值,故由图像可以得出结论:当电阻两端电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)分析丙图可知,闭合开关S和S1,断开S2,电压表与灯泡并联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑动变阻器使电压表示数为U额,则灯泡正常发光; 闭合开关S和S2,断开S1,电压表测量灯泡和定值电阻R两端电压,滑动变阻器滑片P不动,则灯泡仍正常发光,电压表示数为U,则定值电阻两端电压为U-U额,则通过灯泡的电流为
则小灯泡额定功率为
29.(24-25九上·湖南麻阳苗族自治县锦江中学·期末)为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的和“20Ω 1A”的。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是 ;(选填“”或“”)
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(3)电路正确连接后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 ;
(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变):
①闭合开关S,开关接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数;
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,接a,记录电压表示数。
则小灯泡额定功率 (用字母、、表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 右 0.65
(4)灯丝的电阻与温度有关
(5)
【详解】(1)标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,由欧姆定律可得,其额定电流约为
电源电压6V不变,灯泡正常发光时,由串联电路的规律及欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻为
所以应该选用的滑动变阻器是。
(2)滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如下图所示:
(3)[1]当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,则对应小量程的电压为2V,小于灯泡的额定电压2.5V,此时小灯泡亮度较暗,应增大灯泡的两端电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的两端电压,根据串联分压可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压。
[2]灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡的额定功率为
(4)灯的实际功率越大,灯越亮,灯丝的温度越高;而由欧姆定律,灯两端的电压与电流的比值即灯的电阻不一样,其主要原因是灯丝的电阻与温度有关,灯的电阻随温度的变化而变化。
(5)①闭合开关S,开关接b,、灯泡、变阻器串联,电压表测量的是灯泡的两端电压,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数,则灯泡的额定电压为;
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,接a,连接方式不变,电压表改测和灯泡两端的总电压,记录电压表示数。则的两端电压为
根据欧姆定律,则灯泡的额定电流为
则小灯泡额定功率为
30.(24-25九上·河北石家庄二十八中·期末)小明用“伏安法”测一个阻值未知的定值电阻,如图甲所示。请完成下列实验过程。
(1)如图甲所示的实验电路,请用笔画出导线将电路连接完整 (要求:滑片P置于右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大);
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表无示数,电压表指针明显偏转,则故障为 ;
(3)排除故障后,通过调节滑动变阻器滑片P的位置,进行多次实验,得出未知电阻的大小为 Ω;
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.1
0.22
2
1.5
0.30
3
1.9
0.28
4
2.3
0.45
5
2.5
0.50
(4)小明根据实验数据作出了电阻的I﹣U图像,发现有一组数据是错误的,如图乙所示。改正数据后可得结论是 ;
【拓展】完成上述实验后,小明用自己的电流表和其他同学交换来一个标有“2.5V”的小灯泡和两个开关,设计了如图丙所示的电路测出了小灯泡的额定功率。小明连接好电路后的步骤如下:
①先闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②接着保持滑片位置不变, (填写各开关断开或闭合),记录电压表示数为U1;
经过推导得出了灯泡的额定功率表达式为:PL= (用测得量的字母和已知量表示)。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)5.0
(4) 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 闭合S、S2,断开S1
【详解】(1)要求滑片P置于右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,则变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)闭合开关后发现电流表无示数,说明发生断路,电压表指针明显偏转,说明电压表两端与电源相通,则故障为定值电阻断路。
(3)根据,定值电阻的电流与电压成正比,所以第3次实验数据有误,舍去。其余4次实验求得的电阻分别为
为减小误差,应求平均值,则未知电阻的大小为
(4)[1]根据,定值电阻的电流与电压成正比,所以第3次实验数据有误,舍去。改正后电阻的I﹣U图像为正比例函数图像,可得:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2][3]①先闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,和灯泡串联,电压表测灯泡电压,使电压表的示数为2.5V,则灯泡正常发光。
②接着保持滑片位置不变,闭合S、S2,断开S1,连接方式不变,电压表改测灯泡和总电压,记录电压表示数为U1。根据串联电压规律,电压为,则灯泡的额定电流为
则灯泡的额定功率为
题型七 安阻法测小灯泡的电功率(共5小题)
31.(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是______(填序号);
A.检查开关是否接触不良
B.检查电压表是否断路
C.更换小灯泡
D.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率。
已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器滑片P,直到电流表的读数为I额;
②闭合开关S、S1断开S2,记下此时电流表的读数为I1;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。(用I额、R0和I1表示)
【答案】(1)
(2)D
(3) 2.4 右
(4)0.5
(5)(I1-I额)R0I额
【详解】(1)在图甲中,电流表应串联在电路中,根据题意可知,小灯泡正常工作时的电流约为
电流表应选0~0.6A量程,将电路连接完整。如图所示:
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,说明电路是通路,只是电流太小,接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[1][2]移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示,电压表所选量程为0~3V,分度值0.1V,读数为2.4V;此时要测量小灯泡的额定功率,应增加小灯泡两端的电压,因此应将滑片P向右端移动,减小它的分压。
(4)由图丙可知,小灯泡的额定电压为2.5V,对应的额定电流为0.2A,所以小灯泡的额定功率是
(5)闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器滑片P,直到电流表的读数为I额;闭合开关S、S1断开S2,记下此时电流表的读数为I1,则通过定值电阻R0的电流为,则小灯泡的额定电压等于定值电阻R0两端的电压,即
所以小灯泡的额定功率的表达式为
32.(24-25九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)如图甲所示,这是小明同学设计的测小灯泡正常发光时的电功率的实验电路(灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线就可使电路连接正确,请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,则应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数等于 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙所示),测出了该小灯泡正常发光时的电功率,其中定值电阻R的阻值为25Ω,正确操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I1 A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡额定功率的表达式P额 (用U额、I1、I2表示)。
【答案】(1)
(2) 右 2.5 0.75
(3) 0.1 U额(I2−I1)
【详解】(1)在图甲中,电流表与小灯泡并联、电压表串联在电路中是错误的。在测小灯泡正常发光时的电功率的实验中,电压表应与小灯泡并联,电流表应与小灯泡串联。改正后的电路图如下:
(2)[1][2]已知灯泡额定电压U额=2.5V,现在电压表示数为2V,根据串联电路分压规律,要使灯泡两端电压增大到2.5V,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,即向右移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数等于2.5V。
[3]由图乙可知,电流表测量范围为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数I=0.3A。根据P=UI,可得小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
(3)[1][2]①在图丙中,只闭合开关S和S2,此时定值电阻R与小灯泡并联,电流表测R的电流。要使小灯泡正常发光,其两端电压应为2.5V,因为并联电路各支路两端电压相等,所以定值电阻R两端电压也为2.5V。根据,可得通过定值电阻R的电流
即调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.1A。
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,此时小灯泡与定值电阻R并联,电流表测干路电流,读出电流表的示数为I2。
③通过小灯泡的电流IL=I2−I1,根据P=UI,小灯泡额定功率的表达式P额=U额(I2−I1)。
33.(23-24九上·海南上海世外附属海口学校·期末)用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验,小灯泡上标有“2.5V”的字样,灯丝阻值约为10Ω。
(1)将图甲电路补充完整;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,经检查电路连接正确且器材完好。其原因是: ;
(3)解决了上述问题后,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,此时电流表的读数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上述实验后,同学们设计了图丙所示的电路,也测出了灯泡的额定功率。已知R0=25Ω,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,移动滑片,使灯泡正常发光,则电流表的示数为 A;
②再闭合开关S2,断开S1,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测得量表示)。
【答案】(1)
(2)变阻器连入电阻过大
(3)0.8
(4) 0.1A 2.5V×(I﹣0.1A)
【详解】(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,除电压表外其余元件串联,电压表并联在小灯泡两端;当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯丝的电流为
所以电流表选择0~0.6A的量程串联在电路中,根据“一上一下”的接法,把变阻器的连入电路中,如图所示:
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,经检查电路连接正确且器材完好,原因是变阻器连入电路的电阻过大,电路的电流过小,实际功率太小,不足以使小灯泡发光。
(3)由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A;此时小灯泡正常发光,两端的电压为2.5V,则灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
(4)①[1]闭合开关S1,断开S2,灯泡和R0并联,电流表测量通过R0的电流,移动滑片,使灯泡正常发光,小灯泡两端的电压为2.5V,根据并联电路电压规律可知,R0两端的电压也为2.5V,则电流表的示数为
闭合开关S1,断开S2,移动滑片,使电流表的示数为0.1A;
②再闭合开关S2,断开S1,此时电路结构没变,由于保持滑片的位置不动,电路中通过各个用电器的电流不变,只是电流表测通过灯泡和R0的总电流,为I,则通过灯泡的额定电流为I额=I-I0=I-0.1A;
③[2]灯泡额定功率的表达式为P额=U额I额=2.5V×(I﹣0.1A)
34.(23-24九上·河南郑州管城六中·期末)小华和同学利用实验室的器材测量小灯泡的电功率,实验室提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)小华同学按图甲所示连接电路,连好最后一根线小灯泡就亮了,电流表的指针偏转如图乙所示,小华出现的问题是:① ;② 。
(2)改正错误后,小华正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)为测量小灯泡的额定功率,小华调节滑动变阻器,使电压表的示数为 V,读出并记录电流表的示数如图丙,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是 (选填下面的字母)。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值,这样可以减小误差。
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
(5)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为5Ω的定值电阻R0也可以测出小灯泡的额定功率,她设计的电路如图丁所示,具体操作是:闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数I1= A时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为P额= (用I1、I2、R0表示)。
【答案】(1) 连接电路时未将开关断开 电流表的正负接线柱接反
(2)B
(3) 2.5 0.95
(4)B
(5) 0.5
【详解】(1)[1][2]小华同学按图甲所示连接电路,连好最后一根线小灯泡就亮了,电流表的指针偏转如图乙所示,指针反偏,偏转到了零刻度线左侧,小华出现的问题是:①连接电路时未将开关断开;②电流表的正负接线柱接反。
(2)改正错误后,小华正确连接电路,闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由电路图可知,滑动变阻器接入了左下接线柱,所以滑动变阻器的滑片P应置于B端。
(3)[1][2]为测量小灯泡的额定功率,实验原理:。小灯泡应在额定电压下工作,测量此时通过小灯泡的电流。因为小灯泡额定电压为2.5V,所以小华调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V。如图丙,电流表接小量程,分度值0.02A,此时电流表示数为0.38A,则小灯泡的额定功率为
(4)小灯泡在不同实际电压下工作,有不同的实际功率,实际功率不是定值,所以求小灯泡的实际功率的平均值没有意义。小红在实验中进行多次测量的目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)[1][2]由图丁,闭合开关S,小灯泡L和并联,A1测支路电流,A2测干路电流。要测小灯泡额定功率,应使小灯泡在额定电压下工作,则小灯泡实际电压等于额定电压2.5V,则两端电压为2.5V,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为
题目要求用I1、I2、R0表示小灯泡额定功率,由欧姆定律,则两端电压为
此时小灯泡正常发光,根据并联电路电压规律,则小灯泡额定电压
此时电流表A2的示数为,根据并联电路电流的规律,小灯泡L的额定电流
小灯泡额定功率
则小灯泡额定功率的表达式为
35.(25-26九年级下·全国·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,图甲是小明连接的实验电路。
(1)闭合开关后,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表指针迅速偏转到表盘最右端,则电路的故障可能是 (填一种情况即可)。
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,如图乙所示,电压表的示数为 V,为了测小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为 W。
(4)完成上述实验后,实验小组的同学在缺少电压表的情况下,为了测量另一个额定电流为0.25 A的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路。电源电压(未知)保持不变。请完成实验步骤:
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.25 A。
②断开开关,用的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片P (选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关,电流表的示数为0.3 A。
③将滑动变阻器滑片P移到最左端,电流表示数为0.9 A,可得电源电压为 V。
④小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)小灯泡断路
(2) 1.9 B
(3)0.625
(4) 保持不动 4.5 0.5
【详解】(1)小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,说明电路中可能出现断路;电压表指针迅速偏转到表盘最右端,则电压表与电源的正负极处于连通状态,所以电路出现的故障可能是小灯泡断路。
(2)[1]由图可知,电压表选择是小量程,分度值为,电压表的示数为。
[2]小灯泡的额定电压为,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,应让灯泡两端的电压变大,让滑动变阻器两端的电压变小,根据串联分压特点可知,滑动变阻器接入电路的阻值应变小,滑片P应向B端移动。
(3)由丙图可知,小灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为,则小灯泡正常工作时的电功率
(4)[1]断开开关,用的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片P保持不动,因为此步骤的目的是测出当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值大小,所以滑动变阻器滑片P必须保持不动。
[2][3]③将滑动变阻器滑片P移到最左端,电流表示数为0.9 A,此时只有定值电阻正常工作,则电源电压为
②断开开关,用的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片P保持不动,闭合开关,电流表的示数为0.3 A;定值电阻与滑动变阻器串联,电路的总电阻
滑动变阻器接入电路的阻值
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.25 A,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器两端的电压
根据串联电压规律,灯泡两端的电压
灯泡的额定功率为
题型八 等效替代法测小灯泡的电功率(共5小题)
36.(24-25九上·广东东莞袁崇焕中学·期末)在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,灯泡L1的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,灯泡L2的额定电流为I额。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关进行实验时,发现电流表无示数,电压表有较大示数,则可能的电路故障为 ;
(3)实验中,观察到小灯泡L1的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动;通过小灯泡L1的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,分析图像可知小灯泡L1的额定功率为 W,I-U图像不是一条直线的原因是 。
(4)实验中滑动变阻器有两种规格,分别为“10 2A”和“20 1A”,应选用 规格的滑动变阻器。
(5)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率。电源电压不变(大小未知),图中R为电阻箱,R0为阻值已知的定值电阻。实验方案如下:
①将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1。
②将开关接b,保持滑动变阻器滑片P不变,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R2。
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额= (用I额、R0、R1、R2表示)。
【答案】(1)
(2)灯泡L1断路
(3) A 0.5 灯丝电阻随温度的变化而变化
(4)20 1A
(5)I额2(R2+R0-R1)
【详解】(1)在“测定小灯泡电功率”的实验中,滑动变阻器和电流表、灯泡L1应串联,灯泡L1的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯泡的额定电流约为
故电流表接小量程,电压表选用0~3V的量程与灯泡并联,滑动变阻器接“一上一下”接入电路中,如下所示:
(2)闭合开关进行实验时,发现电流表无示数,电路可能存在断路;电压表有较大示数,说明电压表能接到电源两端测电源电压,故可能的电路故障为灯泡L1断路。
(3)[1]要测量其额定功率,需使电压表示数为2.5V,需增大小灯泡两端的电压,根据串联正比分压可知,需要减小滑动变阻器接入的电阻,需将滑片应向A端移动。
[2]由图像可知,小灯泡L1的额定电压为2.5V时,通过小灯泡L1的电流为0.2A,所以额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
[3]由于灯丝电阻随温度的变化而变化,所以小灯泡的I-U图像不是一条直线。
(4)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V,正常发光的电流为0.2A,所以滑动变阻器需接入的阻值为
故滑动变阻器应选“20Ω 1A”的。
(5)将开关接a,灯泡L2与电阻箱、滑动变阻器串联,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1,电源电压为U=I额(R1+RL+R滑)……①
将开关接b,定值电阻R0与电阻箱、滑动变阻器仍串联,保持滑动变阻器滑片P不变,滑动变阻器接入的电阻R滑不变,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R2,电源电压为U=I额(R0+R2+R滑)……②
比较①②两式可得,RL+R1=R2+R0,灯泡L2正常发光时的电阻为RL= R2+R0-R1
故小灯泡L2的额定功率表达式为P额=I额2RL= I额2(R2+R0-R1)
37.(24-25九下·湖南永州冷水滩区李达中学·期中)如图所示,小华做测量电灯泡电功率的实验,电源电压为3V,所用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请指出图甲电路中的一个明显错误: 。
(2)更正错误后,小华按步骤正确操作后闭合开关,发现小灯泡没有发光,此时她应该
A.立即更换灯泡 B.立即检查线路
C.先观察两电表示数情况再做决定 D.立即移动滑动变阻器滑片
(3)小灯泡两端电压为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率是 W;
(4)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一只小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0, 小灯泡的额定电压为U额。请完成下列实验步骤
①闭合开关 S、S1, 调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表的示数为U额 ;
②接着断开开关S1闭合开关S2, 保持R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2使电压表的示数为U额
③调节滑动变阻器R1的滑片调至最左端,记下电压表示数U1; 将滑动变阻器R1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡额定功率的表达式: (用R0、U额、U1、U2表示)。
【答案】(1)电压表正负接线柱接反了
(2)C
(3)0.55
(4)
【详解】(1)根据使用电压表的注意事项,电压表应与待测电路并联,使电流从标有“3”或“15”的接线柱流入,从“-”的接线柱流出,则如图甲所示的电路,错误之处是电压表正负接线柱接反了。
(2)闭合开关后发现小灯泡没有发光,应先观察两电表示数情况,再判断电路故障,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)如图甲所示,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,乙图中电流表示数为0.22A,由可得,小灯泡的额定功率是
(4)根据实验步骤②,运用等效替代的方法可知,此时,在实验步骤③中,将R1的滑片P调至最左端,R1连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压;再将R1的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R2的电压,根据串联分压特点可知
解得
则小灯泡的额定功率的表达式为
38.(2025·江苏镇江·二模)某小灯泡的额定电压为3.8V,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)连接电路过程中,应 开关。请用笔画线代替导线 ,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)正确连接,实验过程中,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为 V。
(3)更换导线M后,小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为 W。
(4)小强设计了图丙所示实验电路测量该小灯泡的额定功率,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
第1步;只闭合S1和 ,先调节R2=10欧姆,再调节R1至电流表的示数为 A。
第2步:只闭合S1和剩余的另一个开关,保持R1、R2不变,电流表的示数为0.56A,则小灯泡额定功率为 W。
【答案】(1) 断开
(2)3
(3)0.36
(4) S2 0.38 0.684
【详解】(1)[1]实物未连接好,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件。
[2]实验中,要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压,所以滑动变阻器应与小灯泡串联,如图甲所示,滑片位于滑动变阻器的最右端,要使其接入电路的阻值最大,应选择左侧下接线柱接入电路。如图所示:
(2)闭合开关,导线M断路时,小灯泡开路,则电路中的电流几乎为零,电压表串联在电路中测电源电压,即电压表的示数为3V。
(3)由图甲可知,电压表测量小灯泡两端电压,由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.5V;电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,小灯泡此时的功率为
(4)[1][2]只闭合S1和S2,小灯泡和R2并联,电流表与R2串联,根据并联电路的规律可知,小灯泡和R2的电压相等,因为小灯泡的额定电压为3.8V,即R2的电压也为3.8V,根据公式可知,调节R1至电流表的示数为
[3]由题意可知,现只闭合S1和S3,小灯泡和R2并联,电流表在干路上,测的是总电流,因保持R1、R2不变,则通过R2的电流不变,为0.38A,根据并联电路电流的规律可知,通过小灯泡的电流为
根据公式可知,小灯泡额定功率为
39.(2025·四川省巴中市·)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路 。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
【答案】(1)(C、D点均可)
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)
【详解】(1)滑动变阻器与灯泡串联且一上一下的接入电路,如图所示:
(C、D点均可)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,以保护电路,故滑片P应位于B端。
(3)电流表的示数为0.2A小于小灯泡的额定电流0.3A,如果要测量小灯泡的额定功率,应增大电路的电流,所以应减小滑动变阻器连入电路的电阻,则滑片P应向A端移动。
(4)当电流表的示数为0.3A时,此时为小灯泡的额定电流,电压表示数如图乙所示为2.5V,此时为小灯泡的额定电压,该小灯泡的额定功率
(5)在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为
将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为
电源电压不变,则解得
则额定功率为
40.(2025·黑龙江省大庆市·三模)有两个阻值未知的定值电阻、(约,约)和一个标有“”字样的小灯泡(阻值约为),要求测出未知电阻的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是测量阻值的部分实物图,电源为两节干电池。
①有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正 。
②闭合开关,移动滑片,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是 断路。
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则 。
(2)小明从图甲中的器材和电阻箱(符号,规格“0~9999Ω 5A”)、若干开关及导线中,选择器材,连成图丙所示的电路,测出了的阻值。请将所选元件符号填入虚线框内。
(3)小华利用图丁所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱的规格是“0~999.9Ω”,电源电压约为。请在空白处填上适当内容。
①断开,闭合,调节电阻箱和滑动变阻器,直到 ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开,在、间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务,以下元件:
a、一根导线;b、25Ω电阻;c、电阻箱;d、3Ω电阻,其中符合要求的有 (填字母),操作过程中, (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
【答案】(1) 电阻Rx 5
(2)
(3) 电流表示数为0.3A acd 不需要
【详解】(1)[1]原电路中,滑动变阻器、电流表和电压表串联在一起,然后与待测电阻并联,这种接法是错误的,电流表应和待测电阻串联,电压表应和待测电阻并联,待测电阻和滑动变阻器串联,如图所示
[2]闭合开关,移动滑片P,发现电压表有示数,电流表无示数。电流表无示数说明电路中存在断路,电压表有示数说明电压表两端与电源接通,故可能的电路故障是与电压表并联的元件断路,即定值电阻Rx断路。
[3]电流表示数如图乙所示,由图甲可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A。待测电阻为
(2)已知R2约500Ω,电源电压为3V,电路的电流太小,不能用电流表测量电流,可将电阻箱与这个电阻串联,通过开关的转换分别测R2的电压和电阻箱与R2的总电压,根据串联电路的规律及分压原理可得出待测电阻大小,电路如图所示
(3)[1][2][3]①图丁所示电路为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数为0.3A,此时灯泡正常发光。
②a.在M、N间接入一根导线时,因导线的电阻为0,小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开开关S1,不调节滑动变阻器,闭合开关S2,调节变阻箱R0阻值,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0变化的电阻值ΔR0等于灯泡正常工作时的电阻,可通过P=I2ΔR0计算灯泡额定功率,故a符合题意;
b.断开开关S1,在M、N间接入25Ω定值电阻,闭合开关S2,因电源电压约6V,即使滑动变阻器的接入电路的电阻为0,此时电路中的电流约为
不能达到小灯泡的额定电流,故不能求得灯泡的额定功率,故b不符合题意;
c.断开开关S1,不调节变阻箱和滑动变阻器,利用等效替代法,在M、N间接入一个电阻箱,闭合开关S2,使电流表示数等于0.3A,此时新接入电阻箱显示的电阻R等于灯泡电阻,可通过P=I2R计算灯泡的额定功率,故c符合题意;
d.因3Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开开关S1,在M、N间接入3Ω定值电阻,不调节滑动变阻器,闭合开关S2,调节变阻箱R0,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与3Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻,可通过P=I2(ΔR0+3Ω)计算灯泡的额定功率,故d符合题意。
故其中符合要求的有acd。操作过程中不需要调节滑动变阻器。
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